170792. lajstromszámú szabadalom • Eljárás módositott amin-aldehid lakkműgyanták előállítására

3 170792 4 módszerével, azaz a lágyító komponensnek az aminaldehid műgyantába történű utólagos, második lépcsőben történő beépítésével. Eljárásunk szerint — célkitűzéseinknek megfelelően — a lágyító komponenst is a gőzfűtésű duplikátorban készítjük el, majd ugyanebben a berendezésben az amin-aldehid gyanta képződésével egyidőben építjük be a gyantába a lágyító komponenst. Erre azáltal van lehetőségünk, hogy a lágyító komponens összetételét úgy választjuk meg, és a technológiai folyamatot úgy vezetjük, hogy a makromolekulán metilol csoportok képződjenek, melyek alkalmasak arra, hogy az amin-aldehid polikondenzációban részt vegyenek és azzal párhuzamosan, étereződés útján beépüljenek a műgyantába. Vizsgálataink során azt találtuk, hogy oxirán csoportokat tartalmazó zsírsavtrigliceridekből, polikarbonsavakból és polialkoholokból poliaddíciós reakcióval a gőzfűtésű duplikátorban az exoterm reakció hőtermelését kihasználva az amin-aldehid műgyanta lágyítására alkalmas polikondenzatum állítható elő. A reakció lefolyását az elegy savszámának csökkenése mérhetően mutatja. Formaldehides kezeléssel a polikondenzátumon levő szabad hidroxil csoportok metilol csoportokká alakíthatók át 100—110 °C-on. Mivel az előző fázisban a formaldehidet feleslegben alkalmaztuk és a későbbi éterezéshez szükséges alkoholt is beadagoltuk a rendszerbe, annak pH értékét 7,5—8-ra állítva az aminkomponens beadagolásával már lefolytatható az amin-aldehid reakció. A pH megsavanyítása után a képződő metilol-amidok kondenzációjával metilén hidakat tartalmazó makromolekula keletkezik. A kilépő vizet a feleslegben levő alkohollal azeotropos elegy formájában távolítjuk el és így a pH egyre savasabb irányba tolódik el. Ez kedvez az étereződési folyamatnak, és így párhuzamos folyamatban étereződnek a metilénhidas makromolekula szabad metilol csoportjaira az alkoholok és a szabad metilol csoportokat tartalmazó, poliaddíciós reakcióval előállított módosító polikondenzatum. A módosítás (belső lágyítás) a fentiek alapján az amin-aldehid gyanta képződési reakciójával párhuzamosan egy készülékben, egy folyamatban megy végbe. A gyártási idő és az eljárás energia- és munkaerőigénye gyakorlatilag megegyezik az egyéb amin-aldehid gyantákéval. A költséges nagy hőfokú reaktorok elmaradása is jelentős beruházási megtakarítást tesz lehetővé. Ezek az eljárás gazdasági előnyei. Fentiek mellett a terjesen kézben tartható reakció homogén molekula szerkezetű, jól reprodukálható, egyenletes minőségű műgyanta gyártását teszi lehetővé. Az oxirán gyűrűt tartalmazó komponensnek, ill. a poliol és polikarbonsav minőségének és mennyiségének megválasztásával a műgyanta tulajdonságai szükség szerint széles határok között és kézben tartható módon szabályozhatók. Az eljárás gyakorlati kivitelezésére az alábbi példák szolgálnak: 1. példa A gyártóberendezés keverővel felszerelt gőzfűtéssel és vízhűtéssel, párakondenzáló csőköteges hűtővel, elválasztó szedőedénnyel, visszafolyóvezetékkel ellátott saválló acélbélésű reaktor. Bemérünk 172 súlyrész epoxidált szójaolajat, 67 súlyrész ftálsavanhidridet, 32 súlyrész etilénglikolt. 110 °C-ra melegítjük a keveréket, exoterm reakció következtében a hőmérséklet 180—190 °C-ra emelkedik, a reakció 5 30 perc alatt lejátszódik. A képződött polikondenzátumhoz mérünk 513 súlyrész izobutilalkoholt, 308 súlyrész paraformaldehidet és 0,6 súlyrész nátriumhidroxidot. 30 perc alatt 100 °C-on megtörténik a, paraformaldehid depolimerizációja, oldása, a részleges félacetál és 10 a polikondenzatum metilol származékának képződése. Beadagolunk 206 súlyrész karbamidot. Exoterm reakcióban, 100 C°-on 10 perc alatt metilolkarbamidok és metilolkarbamidéterek keveréke képződik. Foszforsavval beállítjuk a kondenzációs reakcióhoz szükséges 15 4,5—5,5 pH értéket (kb. 1,2 súlyrész). A gyantaképző reakcióban részt vesz a szabad metilol csoportokat tartalmazó lágyító komponens is. A keletkező vizet azeotrop desztillációval távolítjuk el. A nem illóanyagtartalmat toluollal állítjuk be 60%-ra (kb. 260 súlyrész). 2. példa 25 Az 1. példában ismertetett gyártóberendezésbe bekészítünk 38 súlyrész epoxidált butiloleátot, 15 súlyrész ftálsavanhidridet és 6 súlyrész etilénglikolt. 110 C°on meginduló exoterm reakció következtében a hőmérséklet 180—190 C°-ra emelkedik. 30 perc után bemé-30 rünk 527 súlyrész butilalkoholt, 293 súlyrész paraformaldehidet és 0,4 súlyrész nátriumhidroxidot. 100 C°on tartjuk az elegyet 30 percig, majd 70 C°-ra lehűtjük. Beadagolunk 190 súlyrész melamint. 100 C°-on további 60 perc alatt reagáltatunk, majd foszforsavval 35 6,0—5,5 pH értéket állítunk be. A gyantaképző reakcióban a lágyító komponens beépülése a szabad metilol csoportokon keresztül éterezéssel történik. A vízeltávolítást azeotrop desztillációval végezzük. A reakció végén kb. 200 súlyrész xilollal 60%-os nem illó-40 anyagtartalmat állítunk be. 3. példa 45 Az 1. példában ismertetett gyártóberendezésbe bekészítünk 50 súlyrész versacsavglicidilésztert, 30 súlyrész ftálsavanhidridet és 10 súlyrész glicerint. 110 C°-on meginduló exoterm reakció következtében 180—190 50 C°-ra emelkedik a hőmérséklet és polikondenzatum képződik. A továbbiakban ebből a polikondenzátumból kiindulva az 1. példa szerint alakítjuk ki a lágyított karbamid-formaldehid gyantát. 55 4. példa 17,5 súlyrész diánbiszglicidilétert, 90 súlyrész epoxidált napraforgóolajat, 40 súlyrész ftálsavanhidridet és 60 21 súlyrész 1,2 propilénglikolt 110 C°-ra melegítünk. Exoterm reakció indul be, a hőmérséklet 200 C°-ra emelkedik, nagymolekulájú polikondenzatum képződik. A polikondenzatum oldatból 50 súlyrészt felhasználva a 2. példa szerint lágyított melaminformaldehid 65 gyantát készítünk. 2